Спосіб окислення амміаку

Изобретение относится к производству азотной кислоты и позволяет увеличить степень окисления аммиака до оксида азота II. Способ окисления аммиака осуществляют путем смешения аммиака с воздухом и контактирования полученной аммиачно-воздушнойсмеси на двухслойном катализаторе При этом после первого слоя катализатора в аммиачно-воздушную смесь подают дополнительный воздух до достижения соотношения кислород воздуха, аммиак 0,022-0,66. 5 табл. Изобретение относится к Химической технологии, в частности к производству азотной кислоты. Цель изобретения - увеличение степени окисления аммиака до оксида азота II. П р и м е р . Способ окисления аммиака осуществляли на контактном аппарате высотой 300 мм и диаметром 25 мм под атмосферным давлением, используя аммиачно-воздушную смесь (ABC) промышленного агрегата. Катализатор, состоящий из трех платиновых сеток, был разделен на два слоя по ходу аммиачно-воздушной смеси (первый слой - одна сетка, второй слой - 2 сетки). На сетки подают 5 л/мин ABC, которая содержит 10,1% аммиака. Во время проведения процесса изменяли температуру и соотношение катализатора в первом и втором слое. Начальная температура на сетке составляла 600°С. В табл. 1 приведены данные роста степени конверсии в зависимости от подачи добавочного воздуха. Как видно из данных табл. 1, степень конверсии увеличивается на 2,5%. Данные об изменении степени конверсии в зависимости от количества катзлиза тора в I и I! ступенях при постоянной температуре под сетками 60°С, концентрации NH 3 в АВС=10,66% и расходе АВС=5 л/мин приведены втабл 2. Как видно из данных табл. 2 эффект увеличения конверсии происходит при любых количественных соотношениях катализатора в первом и втором слоях. Однако наиболее сильно он проявляется при разделении количества катализатора между первым и вторым слоями в соотношении 1:2 при трех сетках или когда в первый слой ставят как минимум 1 сетку. В табл. 3 приведены данные, характеризующие влияние количества добавочного воздуха на процент конверсии аммиака при сохранении постоянной,,температуры под катализаторными сетками. Постоянная температура поддерживалась за счет повышения температуры ABC Изменение конверсии аммиака от количества добавочного воздуха при постоянной температуре 600°С под сетками, % в АВС=10,66% и расходе АВС=5 л/мин. Из данных табл 3 видно, что с увеличением количества добавочного воздуха до 0,7-1,0 л/мин конверсия растет, а при даль (21)4122582/26 (22)20.08 86 (71) Горловское производственное объединение "Стирол" им. Серго Орджоникидзе (72) А.А. Рябчиков, Г.К. Петренко и A.M. Пальоха (53)661.45(088.8) (56) Кзраваев М.М "Каталитическое окисление аммиака", М.: Химия, 1983, с. 137-155. 10-91 .""Ч L- си ел 1635448 мейшем увеличении рост конверсии остается практически постоянным. Оптимальное количество добавочного воздуха составляет 0,15-1.5 л/мин, что обеспечивает соотношение воздуха и аммиака =0,022-0,66. При подаче добавочного воздуха в количестве, обеспечивающем соотношение O2/NH3 менее 0,022, рост конверсии незначителен, а подача воздуха, при которой соотношение O2/NH3 более 0,66, нецелесообразна из экономических соображений, так как в промышленных агрегатах это приводит к непроизводительному расходу воздуха и его нерациональной переработке. В табл. 4 и 5 показано влияние места ввода добавочного воздуха, а именно между слоями катализатора в исходную аммиачновоздушную смесь на увеличение степени окисления аммиака до оксида азота I!. Данные опытов подтверждают, что изменение соотношения O2:NH3 в области, в которой работают промышленные агрегаты, незначительно меняет степень конверсии и 5 10 15 20 поэтому ввод добавочного воздуха в ABC катализатором малоэффективен. Данные таблиц показывают, что место ввода добавочного воздуха существенно влияет на результат. Из данных таблиц видно, что повышение степени конверсии при подаче воздуха между слоями достигается при более низкой температуре под сетками, что положительно сказывается на работе технологического оборудования и позволяет уменьшить потери платинового катализатора. Формула изобретения Способ окисления аммиака путем смешения аммиака с воздухом и контактирования полученной аммиачно-воздушной смеси на двухслойном катализаторе, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения степени окисления аммиака до оксида азота II, после первого слоя катализатора в аммиачно-воздушную смесь подают дополнительный воздух до достижения соотношения кислород воздуха:аммиак 0,022-0,66. Таблица 1 Параметры Без подачи добавочного воздуха (контрольный) Температура под катализ, °С % Конверсии аммиака Количество добавочного воздуха (л/мин.) при O:NH3 0,05 0,022 0,55 0,24 0,7 0,31 2,3 1,02 595 95,5 ' 580 97,5 570 96,7 545 97,5 і 600 95 Таблица 2 Количество катализатора от его об% Конверсии после всего катализатора щей величины без подачи доба- подача воздуха подача воздуха вочного воздуха 1 слой II слой 0,47 л/мин 0,7 л/мин (контрольный) 1/3 или 1 сетка 2/3 или 2 сетка 92.5 95,6 96.7 2/3 или 2 сетка 1/3 или 1 сетка 92,5 93,2 93,2 Таблица 3 Количество пода0 0 ваемого воздуха (л/мин) при конт0 2 :NH 3 рольный % Конверсии после всего катализатора 92,5 0,05 0,022 0,47 0,2 0.7 0,3 1,0 0,45 1,5 0,66 2,3 1,02 93,0 95,6 96,7 96,8 96,5 97,0 1635448 Т а б л и ц а 4"> Условия работы Расход ABC, м/г До подачи воздуха Подача воздуха Подача воздуха 270 250 230 Расход Давле- Температура °С воздуниеха, м /г АВС, сеток воздуха кг/см 2 0 31,8 20,0 4,55 4,65 4,5 910 865 880 420 428 Концентрация % мае NH 3 NO 6,6 5,81 6,1 5,5 5 83 , _A°JL-J Расход Расход ДавлеABC, воздуха ние ABC До подачи воздуха Подача воздуха Подача воздуха 270 250 230 Редактор Н Федорова 0 31,8 20,0 4,55 4,65 4,5 Температура сеток ABC Концентрация % мае NH3 910 910 910 Составитель Т. Барабаш Техред М.Моргентал 175 264 235 94,4 96.4 96 Таблица 5 • Условия работы % конверсии NO 6,6 5,81 6,05 6,21 5,52 5,74 % конверсии 94,4 95,0 94,9 Корректор М Шароши Заказ 1033/ДСП Тираж 174 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб , 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101